绝缘材料对音视频线缆性能的影响

changwen

绝缘材料对音视频线缆性能的影响


近年来线缆行业的发展和创新几乎都和材料有关，音视频线缆行业中最常用的是三种材料，PVC聚氯乙烯/PE聚乙烯/XLPE交联聚乙烯，那么对于外行如何区别这三者呢？对音视频信号有多大影响呢？如何选择呢？



外表如何区分PVC聚氯乙烯/PE聚乙烯/XLPE交联聚乙烯？

软、燃烧黑烟、刺鼻气味、沉入水——聚氯乙烯PVC(我喜欢叫它小黑)

滑、易燃、燃烧蓝色火焰、白烟、蜡烛气味、燃烧物滴落、浮于水——聚乙烯PE(我喜欢叫它小蓝)

滑、较硬、可燃、燃烧蓝色火焰、白烟、蜡烛气味、燃烧物滴落、耐回缩、浮于水——交联聚乙烯XLPE(我喜欢叫它PLUS)

可燃、蓝色火焰、有泡沫感气孔——发泡聚乙烯

（个人觉得对于外行区分PE/PVC最好的方法是剪掉一片投入水中，漂浮的是PE，沉下去的是PVC，你可以剪掉SYV包覆导体的绝缘和护套投入水中就知道了，当然也有很多其他材料也有以上表征，但是音视频行业用的不多，以上信息不绝对，但是可以判断至少80%）


1. 话筒线、音频信号线绝缘材料尽量选用PE/XLPE视频线尽量选用PE/XLPE，会使得电容小，高音亮丽，如果对声音要求不高的场合也可以选用PVC；

2. AES/EBU数字音频和DMX512灯光线务必采用PE/XLPE， PVC绝缘材料尽量不要使用，慎用；

检查你手上的这两种线，分别把包覆在铜丝的绝缘塑料剪掉一片投入水中，如果沉下去，建议有多少线丢掉多少！

3. 扬声器线缆可以使用PVC绝缘；

4. 模拟视频线可以采用PE，SDI数字视频线采用Foam –PE，低衰减低损耗，非发泡的SDI线慎用;

5. RVV/RVVP/BV等绝缘护套材料为PVC；

6. 中高压电力电缆绝缘材料常采用XLPE。



这三者都属于塑料的范畴，塑料是第二次工业革命以来橡胶、尤其是天然橡胶的一定程度的替代品，毕竟塑料比重小、电绝缘优良、化学稳定、原料丰富、加工方便等，如果塑料的工业化生产提前30年，可能就避免利奥波德二世对刚果人民的暴行了。



参数对比







聚氯乙烯塑料


名称：聚氯乙烯

简称：PVC

分子：-[-CH2-CHCl-]-n



常说的聚氯乙烯是指聚氯乙烯塑料，是以聚氯乙烯树脂粉为基材，添加增塑剂、稳定剂、填充剂、着色剂、阻燃剂等共混而成。


优点：1. 易制得，原料广泛低廉；2. 柔软，热塑性好；3. 阻燃，由于分子结构中有氯原子，故即使不添加阻燃剂的PVC树脂也有一定的阻燃性，远超过PE/XLPE，添加适当的阻燃剂后PVC塑料的阻燃级别可以更高；4. 化学稳定性高，耐酸、耐碱、耐油，除了不耐少部分有机溶剂外，化学稳定性还是很好的；5. 电性能优良，体积电阻率较高，是电缆行业中应用最广泛的塑料之一。


缺点：1. 电绝缘性不够完美，尽管电绝缘性还算优良，但是由于分子结构中含有 极性键C-Cl 键，属于极性分子，故电绝缘性不如PE；2. 热稳定不太好，由于分子结构导致受热和燃烧时易产生HCl，故PVC塑料中一定要加入稳定剂以提高热稳定性；



3. 耐寒性较差，单纯的PVC树脂的玻璃化温度为-40~50℃，故常规的PVC塑料通常为-20℃，加入耐寒剂后方可提高到-40℃；4. 有毒，由于含有氯元素，燃烧时产生氯化氢（HCl）气体，在生产、加工、回收、降解各环节都存在污染，PVC塑料中的含卤添加剂也会造成生物富集，损害人类和生物呼吸系统生殖系统等、还可致癌、破坏臭氧层等，近年来有逐步被低烟无卤（LSZH）材料取代趋势。



聚乙烯塑料，名称：聚乙烯，简称：PE



分子：-[-CH2-CH2-]-n

       ——CH2——CH2——CH2——CH2——

同样常说的聚乙烯是指含有添加剂的聚乙烯塑料，它的工业化生产比聚氯乙烯晚，但是一出现就备受青睐，在通信电缆行业中占有几乎无可取代的地位，80%左右的通信电缆绝缘都采用PE，聚乙烯塑料常使用的有HDPE(低压高密度)和LDPE（高压低密度）、MDPE（中密度），所谓的高压低压是指制备方法，高密度的HDPE较硬常用于小规格对称通信电缆，低密度LDPE较软常用于同轴线或者较大规格的对称通信电缆，而中密度的MDPE常用于直埋电缆线的护套，有很好的防水防潮作用。

优点：1. 介电常数ε小和介质损耗角正切tgδ很小且在受频率和温度影响很小，这是PE最显著的优点，尤其是用于通信电缆，低电容低损耗低衰减，对于音视频线缆这个参数尤为重要；2. 化学稳定性高，由于分子结构对称且只有C-C和C-H键，是非极性分子，故可耐酸（硝酸等氧化类酸除外）、耐碱、较小的吸水性；3. 电绝缘性佳，体积电阻率高，也是高压电力电缆的优良选择。



缺点：1. 光热老化性不好，尤其是紫外线照射加速老化；2. 易燃，太好烧了，边燃烧边滴落，延燃几乎可以当蜡烛用了；3. 耐热性较差，焊接XLR时非常容易回缩，需要专业熟练操作；


交联聚乙烯


交联聚乙烯XLPE，是通过物理或者化学手段将PE的线性分子转化为网状分子以提高耐热性，音视频线材中最经济普便的方法为电子束辐照交联，电力电缆中最常用温水交联。

优点：1. 介电常数小，仅比PE略大，通常为2.5左右，但是受阻燃剂、稳定剂、交联剂等添加剂影响较大；2. 耐热耐回缩；3. 虽然还是易燃，但是阻燃性比PE略微提高，阻燃性能依加入阻燃剂而定。

缺点：1. 易燃，阻燃性还是较PVC差；2. 交联色差，由于交联会引起色差。


PE的改性品除了有XLPE外，还有发泡聚乙烯Foam-PE，低衰减低损耗，常用于SDI数字视频线。

当然电线电缆用的塑料还有很多种，TPE/TPU/EVA/FEP/NL等等，PVC/PE/XLPE只是音视频线缆行业中最常用的三种。